锌-阿司匹林掺杂羧甲基纤维素水凝胶：一种集光防护、上皮再生与生物相容性于一体的多功能材料

本文报道了一种新型羧甲基纤维素水凝胶（CMC@ZnAsp）的合成与特性研究，该材料通过掺杂锌-阿司匹林复合物（ZnAsp）实现了多重功能：光稳定性（UVB 280 nm）、低细胞毒性（HaCaT IC50 >70 μM）、促进上皮迁移（伤口愈合率提升17.4%）及抗炎活性（IC50 1.96 mM）。其UPF值达11.05，且通过Artemia salina实验证实体内安全性，为皮肤光防护-修复一体化治疗提供了新策略。

　　

引言

皮肤作为抵御紫外线（UV）辐射的首道屏障，长期暴露会导致屏障功能受损。传统防晒剂如纳米氧化锌（ZnO）虽被FDA批准，但其半导体特性存在局限性。本研究创新性地将锌-阿司匹林复合物（[Zn(Asp)₂(H₂O)₂]）嵌入羧甲基纤维素（CMC）水凝胶基质，开发出兼具光防护与治疗功能的CMC@ZnAsp。

结果与讨论

固态研究

X射线荧光光谱（XRF）证实水凝胶中锌含量为3.3%（理论值3.8%）。单晶衍射显示ZnAsp空间群为C2/c，键长Zn1-O1=1.9838 ?，与文献一致但精度更高（R1=0.0266）。

溶液态特性

¹H-NMR显示CMC@ZnAsp在D₂O中保留ZnAsp特征峰（甲基质子1.905 ppm，芳香质子6.936-7.771 ppm）。UV-Vis谱证实其在pH 5.5-7.0范围内结构稳定，且水凝胶形成过程未引发复合物分解。

光防护性能

通过ISO 23675标准测算，CMC@ZnAsp的紫外线防护因子（UPF）达11.05，优于游离ZnAsp（9.85）。连续6小时UVB（280 nm）照射后，¹H-NMR谱未出现降解峰，证明其卓越光稳定性。

生物活性

1. 低毒性：对HaCaT细胞的IC₅₀为80.0 μM（辐照后72.6 μM），Artemia salina实验显示360 μM浓度下仍无毒性。

2. 促愈合：划痕实验表明，50 μM CMC@ZnAsp使角质形成细胞迁移率提升至76.5%（对照组59.1%），UV辐照后效果更显著。

3. 抗炎作用：BSA变性抑制实验IC₅₀为1.96 mM，优于双氯芬酸钠（2.45 mM）。

实验方法

ZnAsp通过Zn(NO₃)₂·6H₂O与阿司匹林1:1反应结晶获得。水凝胶采用2% CMC与10^-2 M ZnAsp溶液混合凝胶化。生物测试包括SRB法测细胞毒性、划痕实验评估迁移能力，以及蛋清蛋白变性抑制实验。

结论

CMC@ZnAsp展现出"三位一体"优势：

1. 物理屏障：水凝胶基质阻止活性成分透皮；

2. 化学防护：ZnAsp吸收UV辐射且不分解；

3. 生物修复：同步促进上皮再生并抑制炎症。

   这种"治疗型防晒剂"为皮肤光损伤防护-修复提供了创新解决方案。